基于超连续谱激光源的灵敏度增强型傅里叶变换中红外光谱技术

摘要： 傅里叶变换红外（FT-IR）光谱仪数十年来一直是中红外（mid-IR）光谱领域的主导技术。工作于中红外波段、具有高亮度、宽光谱覆盖及增强稳定性等独特特性的超连续谱激光光源，如今为丰富FT-IR光谱技术提供了可能。本文介绍这种先进光源作为传统热辐射源的替代方案，并提出及详细探讨脉冲式中红外超连续谱光源与FT-IR光谱仪的高效耦合方法。实验部分重点研究了所用超连续谱激光器的脉冲间能量波动、系统性能以及噪声与长期稳定性。与传统配备热辐射源的FT-IR仪器进行的对比测量表明，基于超连续谱的系统可实现相近的噪声水平。通过液流池（光程500 mm）中甲醛水溶液浓度系列的测试，并与常规FT-IR（光程130 mm）对比，验证了该超连续谱FT-IR光谱仪的分析性能。结果显示，得益于激光高亮度实现的长光程，检测限提升了四倍。结论表明，配备新型宽带中红外超连续谱激光器的FT-IR光谱仪能超越传统系统，在保持高稳定热辐射源低噪声水平的同时，提供更优性能——例如实现以往难以达到的相互作用光程。